潘春迪（廣西鹿寨化肥有限責(zé)任公司硫酸分廠，廣西 柳州 545600）

硫鐵礦制酸三廢處理及余熱利用的思考

潘春迪（廣西鹿寨化肥有限責(zé)任公司硫酸分廠，廣西 柳州 545600）

在硫鐵礦制酸生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生并排放的工業(yè)廢水，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。做好三廢處理及余熱利用，既能保護(hù)環(huán)境又能綜合利用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

硫鐵礦制酸；三廢處理；余熱利用

硫酸是上百種工業(yè)產(chǎn)品的重要原料，2010年我國(guó)就以硫酸產(chǎn)能最高、產(chǎn)量最大雙雙居世界首位。目前，我國(guó)硫酸產(chǎn)能超越1億2千多噸，硫酸產(chǎn)量9千2百多萬噸［1］。筆者所在的企業(yè)就是八五九五期間，從意大利西利沙蒙公司引進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，采用沸騰爐、廢熱鍋爐、旋風(fēng)除塵器、電除塵器、泡沫洗滌塔帶稀酸冷卻器、電除霧器、“2+2”兩轉(zhuǎn)兩吸等當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平的工藝流程，2014年產(chǎn)硫酸達(dá)45萬噸的大型企業(yè)?？刂莆廴颈Ｗo(hù)環(huán)境是我國(guó)基本國(guó)策，進(jìn)一步做好硫鐵礦制酸的三廢處理及余熱利用，既能保護(hù)環(huán)境又能綜合利用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 硫鐵礦制酸三廢產(chǎn)生及處理

1.1 廢渣處理及回用

硫鐵礦制酸就是主要用硫鐵礦混合少量硫精砂為原料通過焙燒，電除塵封閉酸洗，二轉(zhuǎn)二吸制酸等工藝生產(chǎn)硫酸。其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢渣有硫鐵礦燒渣、中和渣。硫鐵礦燒渣呈酸性細(xì)小顆粒粉末狀，含鐵低者可作制水泥的添加劑；含鐵高的是煉鐵好原料。在原材料采購(gòu)中，盡管各種低鐵含硫廢渣成本較低，也能生產(chǎn)硫酸，但是生產(chǎn)中產(chǎn)生的燒渣含鐵量太低，無法作為煉鐵原料，還要解決其堆放處理問題，綜合成本并不低。所以要盡量采購(gòu)高硫高鐵礦，不但燒渣含鐵量高能充分利用，而且生產(chǎn)的熱量更多，綜合效益更高。還要進(jìn)一步改造制酸設(shè)備和運(yùn)輸技術(shù)，減少粉塵泄露污染環(huán)境，也是提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的關(guān)鍵之一。

1.2 廢水處理及回用

硫酸生產(chǎn)企業(yè)是用水大戶，又是廢水排放大戶。在硫鐵礦制酸生產(chǎn)中排放的工業(yè)廢水，對(duì)水土環(huán)境造成一定程度的污染。硫鐵礦制酸產(chǎn)生大量的廢水如果直接排放則污染環(huán)境，浪費(fèi)巨大。硫鐵礦制酸產(chǎn)生大量的廢水，主要有稀酸廢水和冷卻水。稀酸廢水主要來自凈化工段，水量不大但污染程度較為嚴(yán)重；冷卻水用于冷卻排渣滾筒等，水量較大，污染程度較稀酸廢水為輕，而且混有硫鐵礦渣而形成大量懸浮物［2］。硫鐵礦制酸近年來大都采用稀酸洗滌凈化工藝或污水循環(huán)工藝，使得稀酸廢水排出大為減少。處理硫酸廢水的傳統(tǒng)工藝主要是采用石灰乳中和法。石灰乳就是氫氧化鈣，與稀酸發(fā)生中和反應(yīng)生成硫酸鈣和水，還能與酸泥中的鐵離子結(jié)合成氫氧化鐵，從而吸附廢水中的含砷、氟等有毒物質(zhì)，達(dá)到環(huán)保目的。處理硫酸廢水主要有平流式沉淀和輻流式沉淀，一般說來，前者比后者使用效率較高，處理效果好，處理后的廢水達(dá)到能重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)約大量用水。對(duì)于水量較大的冷卻水應(yīng)采取以循環(huán)使用冷卻水系統(tǒng)的處理方式。

1.3 廢氣處理及回用

硫鐵礦制酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢當(dāng)中，尤以廢氣治理難度較大。硫鐵礦制酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣當(dāng)中主要是二氧化硫氣體，而二氧化硫又恰好是用于生產(chǎn)硫酸的，排放廢氣二氧化硫就等于浪費(fèi)金錢！因此減少?gòu)U氣二氧化硫的排放，對(duì)廢氣二氧化硫的綜合利用，是硫鐵礦制酸生產(chǎn)企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。硫鐵礦制酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣處理及回用一般應(yīng)該抓好兩頭：一是在原有廢氣處理工藝的基礎(chǔ)上，加大先進(jìn)工藝材料的研產(chǎn)力度，目前主要是抓緊研究和推廣新型高效催化劑硫酸釩的應(yīng)用，就能從源頭上抑制二氧化硫廢氣的形成。二是在不可避免的二氧化硫廢氣排放當(dāng)中，盡可能對(duì)二氧化硫加以回收和利用，變廢為寶。在治理和利用硫鐵礦制酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢氣的常用工藝設(shè)備中，有的成本較低但是可能帶來二次污染，有的能處理比較徹底但是成本略高，企業(yè)只能根據(jù)自身實(shí)際情況選擇［1］。

2 余熱的回收利用

硫鐵礦制酸在我國(guó)已經(jīng)是歷史悠久的無機(jī)酸生產(chǎn)工業(yè)，生產(chǎn)技術(shù)和工藝流程已經(jīng)相當(dāng)成熟。八五九五期間又從德國(guó)、意大利、瑞典、加拿大等國(guó)引進(jìn)當(dāng)時(shí)處于國(guó)際先進(jìn)水平的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量都上了檔次。但是硫鐵礦制酸生產(chǎn)的能耗，主要是電能消耗一直居高不下，而余熱回收利用較低，沒有獲得突破性進(jìn)展，應(yīng)經(jīng)成為這一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低下的主要原因。

硫鐵礦制酸生產(chǎn)必須消耗數(shù)量巨大的電能，同時(shí)釋放大量的熱能。它生產(chǎn)工藝的若干過程都是放熱的化學(xué)反應(yīng)。比如，硫鐵礦與硫精砂混合礦粉的燃燒過程；二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的過程；三氧化硫氣體的干燥與吸收過程等等都釋放出大量的熱能。對(duì)于產(chǎn)生于焙燒工序的高溫位余熱的回收利用工藝設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，一般中小型企業(yè)就能辦到，就是用火管或者水管廢熱鍋生產(chǎn)高熱蒸汽加以利用，這部分余熱回收利用率一般占40%～50%左右。對(duì)于中溫位余熱的回收利用工藝設(shè)備相對(duì)稍微復(fù)雜，目前除了少數(shù)小型企業(yè)外，基本都能用經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)和改造的過熱器或者省煤器將中溫廢熱生產(chǎn)蒸汽，這部分余熱回收利用率一般占20%左右。

目前余熱回收利用的關(guān)鍵和難點(diǎn)在于低溫位余熱的回收利用。現(xiàn)在只有少數(shù)的硫鐵礦制酸企業(yè)配置了低溫位余熱的回收系統(tǒng)，而且其中大部分配置的是價(jià)格比較低廉的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，與國(guó)外同類設(shè)備存在不小的差距，以致低溫位余熱的回收利用率提高不大。這里的主要差距在于我國(guó)無法突破相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)，目前也無法生產(chǎn)出低溫位余熱的回收所需的耐高溫酸腐蝕材料。今后應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)技術(shù)，材料技術(shù)，控制水平等加強(qiáng)創(chuàng)新，趕超國(guó)際先進(jìn)水平，普遍配置低溫位余熱的回收系統(tǒng)，將硫鐵礦制酸余熱回收利用率提高到90%左右，把硫鐵礦制酸企業(yè)同時(shí)建成能源工廠，大幅度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］李崇.中國(guó)硫酸工業(yè)現(xiàn)狀及“十三五”發(fā)展思路［J］.硫酸工業(yè)，2016年1期1-7.

［2］何英.談硫酸生產(chǎn)中能量回收利用和三廢的綜合治理［J］.黑龍江科技信息，2012年27期30.